淺談建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)中的節(jié)能設(shè)計(jì)

【摘 要】建筑設(shè)計(jì)中要注意節(jié)能降耗，在通風(fēng)設(shè)計(jì)上，通過自然通風(fēng)來實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能是一種很好的方法，本文對(duì)建筑自然通風(fēng)的實(shí)現(xiàn)方法以及自然通風(fēng)在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】建筑通風(fēng)設(shè)計(jì) 自然通風(fēng) 節(jié)能降耗

1.引言

做好建筑物的通風(fēng)設(shè)計(jì)可以有效降低環(huán)境溫度和濕度，良好的通風(fēng)設(shè)計(jì)可以源源不斷的為建筑物的內(nèi)部環(huán)境提供新鮮的空氣，將室內(nèi)的陳舊氣體排出，整體上提高建筑室內(nèi)環(huán)境的舒適性。從目前建筑節(jié)能和綠色建筑的發(fā)展方向上來看，應(yīng)以自然通風(fēng)設(shè)計(jì)作為建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)的主體，同時(shí)合理搭配機(jī)械通風(fēng)來形成完整的建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)體系。

2.建筑自然通風(fēng)節(jié)能的好處

2.1改善空氣質(zhì)量和降低室內(nèi)溫度。當(dāng)前，大多數(shù)建筑內(nèi)的空氣調(diào)節(jié)主要依賴于空調(diào)設(shè)備，特別是分體空調(diào)。分體空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)用只能調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度的高低，而沒有及時(shí)更新室內(nèi)空氣，時(shí)間一長，室內(nèi)空氣難免受到污染。從安全和衛(wèi)生的角度考慮，人長期在這樣的空氣環(huán)境中活動(dòng)，健康狀況會(huì)受到很大的影響。如果室外溫度不是很高，適當(dāng)采用外窗、外門的自然通風(fēng)措施，能排出室內(nèi)污染空氣，改善室內(nèi)空氣的新鮮度，同時(shí)可以降低室內(nèi)溫度，達(dá)到很好的節(jié)能效果。

2.2 保護(hù)環(huán)境。綠色環(huán)保是建筑行業(yè)正在積極倡導(dǎo)的一個(gè)主題，建筑通風(fēng)節(jié)能設(shè)計(jì)恰好滿足了這一要求。例如自然通風(fēng)系統(tǒng)的改進(jìn)，可以防止空調(diào)系統(tǒng)造成的空氣污染，將室內(nèi)的含有各種雜質(zhì)的氣體及時(shí)排出室外。在保持室內(nèi)良好的空氣環(huán)境的同時(shí)，也改善了室內(nèi)居住環(huán)境。

2.3減少能耗。從建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的考核數(shù)據(jù)看，建筑物在使用經(jīng)過節(jié)能優(yōu)化的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)后，電能消耗要比傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案節(jié)約30%左右。這就使得工程項(xiàng)目在減少能源消耗的同時(shí)，也減少了資金投入，優(yōu)化了建筑內(nèi)部的各項(xiàng)系統(tǒng)功能。

3.如何實(shí)現(xiàn)建筑自然通風(fēng)

3.1利用風(fēng)壓實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)

自然通風(fēng)最基本的動(dòng)力是風(fēng)壓和熱壓。在具有良好的外部風(fēng)環(huán)境的地區(qū)，風(fēng)壓可作為實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)的主要手段。在我國大量的非空調(diào)建筑中，利用風(fēng)壓促進(jìn)建筑的室內(nèi)空氣流通，改善室內(nèi)的空氣環(huán)境質(zhì)量，是一種常用的建筑處理手段。風(fēng)洞試驗(yàn)表明：當(dāng)風(fēng)吹向建筑時(shí)，因受到建筑的阻擋，會(huì)在建筑的迎風(fēng)面產(chǎn)生正壓力。同時(shí)，氣流繞過建筑的各個(gè)側(cè)面及背面，會(huì)在相應(yīng)位置產(chǎn)生負(fù)壓力。風(fēng)壓通風(fēng)就是利用建筑的迎風(fēng)面和背風(fēng)面之間的壓力差實(shí)現(xiàn)空氣的流通。壓力差的大小與建筑的形式、建筑與風(fēng)的夾角以及建筑周圍的環(huán)境有關(guān)。當(dāng)風(fēng)垂直吹向建筑的正立面時(shí)，迎風(fēng)面中心處正壓最大，在屋角和屋脊處負(fù)壓最大。

可以在建筑中局部留出橫向的通風(fēng)通道，當(dāng)風(fēng)從通道吹過時(shí)，會(huì)在通道中形成負(fù)壓區(qū)，從而帶動(dòng)周圍空氣的流動(dòng)，這就是管式建筑的通風(fēng)原理。通風(fēng)的管式通道要在一定方向上封閉，而在其他方向開敞，從而形成明確的通風(fēng)方向。這種通風(fēng)方式可以在大進(jìn)深的建筑空間中達(dá)到較好的通風(fēng)效果。

3.2利用熱壓實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)

利用熱空氣上升的原理，在建筑上部設(shè)排風(fēng)口可將污濁的熱空氣從室內(nèi)排出，而室外新鮮的冷空氣則從建筑底部被吸人。熱壓作用與進(jìn)、出風(fēng)口的高差和室內(nèi)外的溫差有關(guān)，室內(nèi)外溫差和進(jìn)、出風(fēng)口的高差越大，則熱壓作用越明顯。在建筑設(shè)計(jì)中，可利用建筑物內(nèi)部貫穿多層的豎向空腔——如樓梯間、中庭、拔風(fēng)井等滿足進(jìn)排風(fēng)口的高差要求，并在頂部設(shè)置可以控制的開口，將建筑各層的熱空氣排出，達(dá)到自然通風(fēng)的目的。

3.3風(fēng)壓與熱壓相結(jié)合實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)

在建筑的自然通風(fēng)設(shè)計(jì)中，風(fēng)壓通風(fēng)與熱壓通風(fēng)往往是互為補(bǔ)充、密不可分的。一般來說，在建筑進(jìn)深較小的部位多利用風(fēng)壓來直接通風(fēng)，而進(jìn)深較大的部位則多利用熱壓來達(dá)到通風(fēng)效果。

3.4機(jī)械輔助式自然通風(fēng)

在一些大型建筑中，由于通風(fēng)路徑較長，流動(dòng)阻力較大，單純依靠自然風(fēng)壓與熱壓往往不足于實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)。而對(duì)于空氣污染和噪聲污染比較嚴(yán)重的城市，直接的自然通風(fēng)還會(huì)將室外污濁的空氣和噪聲帶人室內(nèi)，不利于人體健康。在這種情況下，常常采用一種機(jī)械輔助式的自然通風(fēng)系統(tǒng)。

4.自然通風(fēng)在建筑中設(shè)計(jì)的應(yīng)用

4.1 總平面布局

組織利用好穿堂風(fēng)、是獲得房間良好自然通風(fēng)的主要途徑。為達(dá)到這一目的，在建筑總平面布局中，應(yīng)綜合考慮建筑朝向、間距及建筑群的布局。具體言之，建筑群的平面布局宜采用錯(cuò)列式和斜列式，使各單體建筑均能獲得良好的通風(fēng)；為爭取房間的自然通風(fēng)，應(yīng)使房間的縱軸盡量垂直于夏季主導(dǎo)風(fēng)向，主要房間應(yīng)布置在夏季的迎風(fēng)面；建筑的寬度直接影響自然通風(fēng)的形式和效果。建筑寬度不超過10M的建筑，可以使用單側(cè)通風(fēng)方法；寬度不超過15M的建筑，可以使用雙側(cè)通風(fēng)方法。

4.2 與自然通風(fēng)節(jié)能有關(guān)的建筑構(gòu)造

4.2.1 “呼吸”幕墻。利用雙層玻璃作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，玻璃之間留有一定寬度的通風(fēng)道并設(shè)有可調(diào)節(jié)角度的百頁是當(dāng)今生態(tài)建筑界普遍采用的一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，他們被稱作“雙層皮”幕墻。夏季，打開上下進(jìn)排風(fēng)口，通風(fēng)道內(nèi)的空氣被加熱，在煙囪效應(yīng)和一定的風(fēng)壓作用下，熱空氣上升，冷空氣從下層進(jìn)入通道，形成自然通風(fēng)；冬季，關(guān)閉進(jìn)排風(fēng)口，減小風(fēng)速，利用雙層玻璃之間的空間形成的附加陽光間，貯存熱量用以采暖。

4.2.2 雙層屋面通風(fēng)。傳統(tǒng)的建筑平屋頂屋面使用磚架空的隔熱層隔熱，無法利用熱壓主動(dòng)通風(fēng)。設(shè)于坡屋頂?shù)母魺釆A層，在屋面受太陽輻射時(shí)，夾層內(nèi)空氣溫度升高，熱空氣沿著傾斜屋面上升，冷空氣從屋面下檐補(bǔ)充，在熱壓及風(fēng)壓的作用下形成自然通風(fēng)，帶走了太陽對(duì)屋面的輻射熱量。

4.2.3 風(fēng)帽。風(fēng)帽是自然進(jìn)排風(fēng)系統(tǒng)的入口或出口，它利用風(fēng)力或溫度差造成的正壓或負(fù)壓，加強(qiáng)進(jìn)排風(fēng)能力的一種裝置。風(fēng)帽可以裝在需要局部通風(fēng)的地方，也可以裝在屋頂上，促進(jìn)全面進(jìn)排風(fēng)。進(jìn)風(fēng)型風(fēng)帽是在外界風(fēng)壓的作用下，能向內(nèi)部空間引風(fēng)的風(fēng)帽。特點(diǎn)是能利用任何方向吹來的風(fēng)，將室外氣流導(dǎo)向內(nèi)部空間。排風(fēng)型風(fēng)帽是在外界風(fēng)壓的作用下，風(fēng)帽本身產(chǎn)生負(fù)壓，從空間內(nèi)部向外排風(fēng)，特點(diǎn)是從任何水平方向吹來的風(fēng)作用在風(fēng)帽上，風(fēng)帽都產(chǎn)生吸力，向外排風(fēng)。

4.2.4 附加通風(fēng)窗。這是一種靈活的解決自然采光與自然通風(fēng)矛盾的方法。有時(shí)建筑表面上開的采光窗的面積雖然滿足室內(nèi)自然采光的要求了，但在某個(gè)時(shí)間段如夏季即使將窗戶完全打開也無法滿足室內(nèi)自然通風(fēng)的要求，這時(shí)可以設(shè)計(jì)一些附加通風(fēng)窗。他們是不透光的保溫隔熱材料制成的，可以自由開閉，平時(shí)關(guān)閉不用，在室內(nèi)無法滿足自然通風(fēng)要求時(shí)才打開使用。

5.結(jié)論

隨著能源消耗和環(huán)境問題的日趨突出及人們節(jié)能意識(shí)的逐步加強(qiáng)，利用自然通風(fēng)改善建筑室內(nèi)環(huán)境越來越受到重視。特別是在屬于熱帶氣候的地區(qū)，炎熱、潮濕、多雨的氣候特點(diǎn)決定了建筑在自然條件中所要解決的主要矛盾是通風(fēng)防熱，而自然通風(fēng)作為一種廉價(jià)高效的設(shè)計(jì)手段，不但能實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能，還能創(chuàng)造健康的人居環(huán)境，是可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計(jì)理念的具體體現(xiàn)，具有很深的推廣意義